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  • 1 # 使用者4912889400776

    透過觀察(勻速)運動光源的光譜可以獲得多普勒效應,即光譜的紅移與藍移。光譜的紅移說明運動光源遠離觀察者,光譜的藍移說明運動光源向觀察者方向靠近。所謂“紅移”現象是指該光源在靜止狀態下的光波波長(λ)被拉長了,所謂“藍移”現象呢,是指該光源在靜止狀態下的光波波長(λ)被壓縮了。

    在穩定介質的環境中,無論是靜態的還是運動的光源所發出的所有頻率的光,其光速C完全相同,即C=λ(波長)×f(頻率)。

    設:λ、靜止狀態光源的波長;f、靜止狀態光源的頻率。

    λ’(f’):表示在(勻速)運動光源的後面,觀察遠去光源的光波獲得的波長(頻率);

    λ”(f”):表示在(勻速)運動光源的前方,觀察靠近光源的光波獲得的波長(頻率);

    U:為(勻速)運動光源的速度。

    當我們從同一個光源的前後方向上同時觀察該運動光源的光波與頻率就會得到如下的結果。

    ∵λ’=λ+U/f;λ”=λ-U/f;且C=λ×f=λ’×f’=λ”×f”;

    ∴λ’=(C+U)/f;λ”=(C-U)/f。

    由此可見,(λ’+λ”)÷2=λ;說明觀察(勻速)運動光源前後的光波波長是相互補充的,前方觀察的光波波長壓縮了多少,就會在後方觀察到的光波波長伸長多少。

    則前後觀察的頻率變化為:f’=[C/(C+U)]f;f”=[C/(C-U)]f。

    那麼,有人會問,是不是可以站在任何角度觀察(勻速)運動光源的光波變化呢?當然可以。其多普勒效應公式的通式就是:

    λ°=λ-Ucosα/f=(C-Ucosα)/f。

    其中λ°表示任意角度下觀察所獲得的光波波長;α角是運動光源與觀察位置所形成的夾角。

    當α=0時,λ°=(C-U)/f;

    當α=90°時,λ°=λ;

    當α=180°時,λ°=(C+U)/f。

    有人還會問,如果在變速的情況下,還能不能進行計算呢?當然可以。

    在勻加(減)速的情況下,λ°=(C±atcosα)/f。t為勻加速或勻減速的時間。

    我願意用我新近推匯出來的,上述的那些多普勒效應的計算公式與包括相對論用於計算多普勒效應的計算公式在內的所有與多普勒效應有關的計算公式打擂臺,希望有人給我這個榮幸。

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